2022年汽车NVH性能测试技术流程分析研究.docx

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1、精品学习资源汽车 NVH性能测试技术流程讨论杨光明 丁渭平【摘要 】汽车 NVH性能是评判整车性能重要指标之一；其中，NVH性能测试技术自然成为汽车工程界关注的焦点；第一运用整车NVH性能摸底测试方法验证了某国产轿车NVH 主观感受；其次，介绍了传递路径分析基本原理，并构建了基本分析模型，结合传递路径分析方法与国际先进的声振数据测试系统，对可能产生问题的路径进行了声振测试、分 析，并通过排除法得出了该工程问题的初步诊断结论；最终，在分析、总结工程实例基础之上，建立起了整车NVH性能测试与分析一般技术流程，为今后工程上解决相关整车NVH 问题供应了参考和依据，提出了整车NVH 性能测试技术流程讨

2、论的意义；主题词： NVH ；传递路径分析；技术流程中图分类号： U467.1+1文献标识码： A【 Abstract 】 TheNVHperformanceaboutavehicleisoneofthemostimportant guidelines.Thereinto, the testing technology of NVH performance hasbeen a focus in automobile engineering kingdom naturally. The writer in This paper verified a cars NVH subjective fee

3、lingsfirstlythrough using the method that called trial testing.Secondly,introducingthe keystoneoftransfer path analysis ,constructing the basic analysis model, and combining with the transferpathanalysismethodsandtheinternationaladvanceddatatestsystem,thewritermakes NVH testing and analysis on each

4、path where a NVH problem could be produced, and then,get a preliminary diagnosis by using exclusion method. Finally, on the base of analyzing andsummarizing the engineering problems, the general technical process of automobile NVH performance testing and analysis had been established in this paper,

5、that will give some references on solving related automobile NVH problems in future. and the significance of research about the testing technical process of a vehicle NVH performance isput forward.Key words ：NVH ；Transfer Path Analysis ； Technical Process0 引言随着人们对汽车乘坐舒服性期望越来越高以及世界各国有关环境爱护的法规越来越严格，当前

6、汽车NVHNoise,Vibration& Harshness）讨论也愈发受到相关科研机构和汽车生产厂家的重视1-4 ；汽车 NVH性能可能受许多因素影响，振动和噪声可以是来自多方面 的；工程上解决整车NVH性能问题时，很重要的一个环节就是对整车进行测试，通过一系列工程方法得出初步诊断结果；该环节必需引起高度重视，由于一旦初步诊断出错，接下来的工作都会因此而变得毫无意义，大大降低工作效率；1NVH 性能摸底测试某国产乘用车在低转速，特别是在1500r/min 左右时，车内有较大的噪声，振动剧烈，产生了共振现象，影响了整车的NVH 性能；摸底测试的目的是考察测试结果是否和人的主观感受相吻合，特别

7、是在1500 转左右是否有明显的共振现象；在正驾驶、副驾驶座椅及后排座椅上人的右耳处布置声传感器，在欢迎下载精品学习资源前排地板上正、副驾驶处及车身玻璃处安装振动传感器；试验工况包括：驻车状态：半油60.0055.0050.0045.00噪声发动机转速 r/min门加速 idle POT ）、全油门加速 idle WOT ）；行车状态：半油门加速POT）、全油门加速WOT ）；在半油门加速POT）的工况下，测试结果如图1-1 所示；0.0130.0120.0110.0100.0090.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000950.001050 1

8、1001150 1200 125013001350 140014501500 155016001700.000.00250.00200.00150.00100.00050.000050.0045.0040.0035.0030.00噪声dB）25.0020.0015.0010.005.000.00-5.00-10.0050.0010.00100150200250300350400450500550600650700800.00频率b）车内振动的频谱分析图 1-2 车内声振频谱分析从图 1-2a）可以看出，在1500r/min 左右，不论是驾驶员侧、副驾驶侧仍是在后排座椅处， 该车在 50Hz 左

9、右的幅值最大；从图1-2b）可以看出，在1500r/min 左右，不论是地板仍是玻璃，其振动都在50Hz 处取得了最大值，也就是说50Hz 的频率最各处的振动影响最大；综上所述，该车在主观上感觉低转速时振动噪声较大的缘由，是由于该车在1400 1500r/min 区间的噪声和振动都显现了峰值，并且与发动机的二阶次关联最大；从频谱图上看出， 50Hz 是对噪声和振动影响最大的频率，也处在引起人主观感觉不舒服的主要频率带内 就是一个行之有效的方法；通过传递路径分析，确定各途径流入的鼓励能量在整个问题中所占的比例，找出传递途径上对车内噪声起主导作用的环节，通过掌握这些主要环节，如使声源的强度，路径的

10、声学灵敏度等参数在合理的范畴里，以使车内噪声掌握在预定的目标值内5-12 ；总体上可按结构声和空气声两种情形进行处理6 ；在结构声情形下，鼓励源和目标点分属于两个不同的系统，鼓励源一侧的结构称为主动方，目标点一侧的结构称为受动方，一般两者在分界处可称之为耦合点通过某种耦合元件连接起来，详细可表现为发动机、底盘部件在车身上的支撑、铰连及橡胶轴套等；比如，作为鼓励源的发动机为主动方，车身结构为受动方，其间的支撑为耦合元件；而目标可以是某点的声压，也可以该点某一自由度上的振动；在空气声的情形，路径上不存在耦合点，假如有N 个辐射声源就形成N 条传递路径；图 2-1传递路径分析模型假设系统是线性时不变

11、的，就车内目标点的声压或振动水公平于各鼓励源以工作载荷鼓励时沿不同路径传播到车内的能量的叠加，如图2-1 所示； TPA 的目的是讨论能量在这些路径上的传播情形；由以上分析和假设可知，来自不同路径的全部部分奉献构成了总响应，2-1）其中 :为乘员位置处的总声压；为传递途径在方向对乘员位置总声压的部分奉献； 可知，进行传递路径分析的主要工作包括:1）工作载荷的猎取；对于结构声，是各耦合点处每个自由度上的工作力输入；对于空气声就是声源的体积速度/加速度；该项工作需要大量的试验数据作为输入，是TPA 最繁重的部分，也直接打算分析结果的可信程度；1-2 悬架系统传递函数分析对悬架系统的传递函数进行分析

12、，如图2-2 所示；从图可以知道，该车的悬架系统在低频的隔振成效比较好，无论是前悬架仍是后悬架，在50Hz 左右的传递函数都明显的低于 1，即悬架系统对 50Hz 是起衰减作用的；综上所述，悬架系统在1500r/min 时， 50Hz 对应的振动幅值较小，并且整个悬架系统欢迎下载精品学习资源对 50Hz 起到衰减作用；初步判定50Hz 不是来源于悬架系统的振动；对发动机悬置及前副车架进行分析；该车有前、后、左、右四个悬置，都是一般的橡胶悬置；第一对发动机悬置做隔振率分析，试验工况与摸底测试工况一样；测点布置及测试信号如表 2-1 所示，测试分析结果如图2-3 所示；表 2-1悬置振动传递率试验

13、传感器测点布置及测试信号20151050-5-10-15-20-25-301300.001800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 40004500.00序号1发动机前悬置：测点位置在发动机端和车架端配对测试信号备注布置测点并尽量靠近悬置胶套2发动机后悬置： 在发动机端和车架端配对布置测点并尽量靠近悬置胶套3发动机左悬置：在发动机端和车架端配对布置测点并尽量靠近悬置胶套x、 y、z 三轴方向的振动加速度）2m/s基于整车坐标系标定每个测点的 x、y、 z三轴方向4发动机右悬置： 在发动机端和车架端配对5布置测点并尽量靠近悬置胶套

14、发动机转速，特别在 Z向，这也是人体感受最明显的方向，同时1500r/min左右最为明显；振动加速度dB发动机转速 r/min图 2-3 全油门加速前悬置振动情形Z 向）对前副车架进行振动频谱以及传递函数FRF）分析；测试工况与摸底测试工况一样， 分别在发动机气缸盖上、后悬置输出端即前副车架、驾驶员位置、副驾驶位置、驾驶员玻璃窗以及后排座椅等地方布置振动传感器布置，构成一个振动传递路径，测试结果如图2-4 所示；图 2-4a）是车身各处在1500r/min 左右的振动频谱图；从图上可以看出，发动机、前欢迎下载精品学习资源副车架、地板在50Hz 邻近同时达到最大峰值，可以说地板在50Hz 的振动

15、很可能是由于发动机鼓励前副车架引起的；对前副车架进行传递函数分析，如图2-40.0300.0280.0260.0240.0220.0200.0180.0160.0140.0120.0100.0080.0060.0040.00050.4810.00202530354045505560657075808590100.00频率 Hz递率1412108640 1.0010.0047.65202530354045505560657075808590100.00频率 Hz统的放大作用，整个前副车架上的50Hz 的振幅较大，从而影响了整个车身的低转速振动；a）半油门加速测试各点频谱分析29262422201

16、8传16b）前副车架振动传递函数分析 图 2-4 前副车架频谱及传递函数分析欢迎下载精品学习资源2.3 整车 NVH性能测试初步诊断结论通过摸底测试以及声振传递路径分析，该车在1500r/min低转速工况下的共振现象是由发动机工作产生的不平稳的力或力矩，经悬置系统传至副车架，然后引起车身振动，在车内形成声振耦合而产生共振现象；并且该发动机是直列四缸四冲程发动机，该发动机在1500r/min时二阶振动的激振频率为50Hz，由摸底测试知道，动力总成悬置系统包括副车架）的激振频率，这是产生共振的最根本缘由；综上所述，该汽车在低转速车内共振问题是由发动机悬置系统包括前副车架）的振动引起的，所以要对悬置

17、系统作优化改进，以提高整车的NVH性能；3 一般技术流程工程中常常遇到对整车NVH 性能测试与诊断问题，工程人员一般都是依据自己的工程体会，对整车NVH 性能做出初步诊断；这样常常导致工作效率降低，诊断结论与实际问题不一样；本章结合对某国产乘用车的整车NVH 性能初步诊断，总结出对整车NVH性能测试与诊断的一般技术流程，如图3-1 所示，期望对工程应用产生实际的成效；欢迎下载精品学习资源4 结论图 3-1整车 NVH性能摸底测试与诊断一般技术流程欢迎下载精品学习资源本文从某国产乘用车实际问题动身，对整车NVH 进行了摸底测试，介绍传递路径分析的基本原理，并运用声振传递路径法对该车进行了分析，得

18、出了该车在低转速特别是1500r/min时，车内共振的初步诊断结论；通过分析得到了如下结论1）通过对传递路径分析基本原理的阐述，明白到要进行传递路径分析主要做的工作有两方面：一是工作载荷的猎取，二是路径频响函数的猎取；2）通过摸底测试和传递路径分析方法，初步判定出造成某国产乘用车低转速时车内共振现象是由动力总成悬置系统振动引起的；3）依靠本工程建立了整车NVH 性能摸底测试与诊断的一般技术流程；参考文献1 林逸，马天飞，姚为民等汽车NVH 特性讨论综述汽车工程2002 年24 卷）第 3期： 177-181.2 丁渭平车内低频噪声与悬架特性参数的定量关系噪声与振动掌握2006 年 10 月第欢

19、迎下载精品学习资源5 期： 70-73.3 李嘹亮，丁渭平汽车噪声掌握技术的最新进展与进展趋势汽车技术2007 第 04期:1-3.4 杨光明，丁渭平，何森东等车内噪声与动力总成悬置系统特性参数的定量关系讨论振动与冲击2006 年 25： 17-19 转 68 郭荣，万钢，赵艳男等车内噪声传递路径分析方法探讨振动、测试与诊断2007年 9 月:12-16.11 D -H LEE ， W -S HWANG ， C -M KIM Design sensitivity analysis andoptimization of an engine mount system using an FRF-based substructing method Journal of Sound and Vibration 2002.2552 ， 383-397.12 Doo-HoLee ， Woo-Seok Hwang Parametric Optimization of Complex systems using a multi-domainFRF-based substructuring method.Computers and Structures 2003.81:2249- 2257.欢迎下载